標榜可儲存能量的紙電池
- 上線日期：2010/1/14 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
紙是人類忠實可靠的僕人，許多改變世界的偉大想法都是靠紙來記錄及傳播，如今紙本身更成為技術創新的核心，在21世紀對於綠色能源的追尋中占有一席之地。紙的記錄能力在過去數百年獲得改善，主要得利於油墨與紙纖維3D多孔結構間的交互作用，而精確控制紙面的電荷及化學反應物也有助於油墨附著在紙上。現在，研究人員更近一步探索將紙應用在各種新興領域中的可能性，例如軟性電子和微流體(microfluidics)元件。
美國史丹佛大學的Yi Cui等人最近的研究顯示，紙可以作為一種既便宜又有效的儲能裝置。他們將油墨、單壁式奈米碳管(single-walled carbon nanotubes, SWNT)及奈米銀線的混合物塗佈在普通紙上，經過烘烤固化成形。SWNT可視單層石墨薄片捲曲而成的結構，具有多種電學上的優點，但史丹佛團隊了解SWNT除了高導電性外，微小的直徑也有助其黏附在紙纖維的孔隙中。
研究人員經由實驗發現，綜合上述兩種特性，僅需塗佈500 nm厚就能使薄膜電阻下降到1 Ω；他們還證實該材料具有高達200 F/g的電容，並禁得起超過40000次的充放電循環。這些電子特性加上紙張的強靭耐用，相當適合用於增進鋰離子充電電池及超級電容器(supercapacitors)的性能。此外，塗佈後的紙不論是折疊或捲曲，導電性都維持在相同水準，因此應用範圍相當廣。
研究人員舉電動車及油電混合車為例，這些產品皆可受惠於可撓式超級電容器的發明。他們還預測此產品所帶來最大的衝擊在電力網(electricity grid)上，因為夜間過剩的電力或是風力及太陽能所產出的再生能源，都仰賴大面積的能量儲存裝置，Cui打個比方，或許只需一把刷子，就可將整面牆變成導電性能源儲存裝置。相關內容詳見PNAS 106, p.21490 (2009)。
原始網站: http://physicsworld.com/cws/article/news/41267
譯者:呂晃志(逢甲大學奈米科技研究中心)
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